محیط کشت چیست؟

محیط کشت به محیطی گفته میشود که در آن مواد لازم برای رشد و تکثیر سلول‌ها قرار دارد. محیط کشت به صورت جامد، مایع یا ژل است. این مایع شرایط مناسب را برای رشد و تکثیر سلولها فراهم میکند.

محیط کشت کاربرد های زیادی دارد. عمده کاربرد آن در کارهای تحقیقاتی و برای بررسی میکروبها، سلولهای خود بدن و یا آزمون های بیولوژیکی است.

در ادامه مقاله به انواع محیط کشت و کاربردهای آن بیشتر خواهیم پرداخت.

شرایط مناسب برای رشد سلولی عبارتند از:

• مواد مغذی ضروری(اسیدهای آمینه، قندها، ویتامین ها، مواد معدنی)
• فاکتور رشد: ماده ایست که قابلیت تحریک سلول برای رشد را دارد.
• هورمون ها
• گازها(اکسیژن یا دی اکسید کربن)
• تنظیم محیط شیمیایی اطراف(تنظیم pH، فشار اسمزی و دما)

محیط کشت ها بسته به کاربرد به صورت مایع و جامد مورد استفاده قرار میگیرند. در بسیاری از مراحل کار کشت سلولی، آزمون های بیولوژیکی، جدا کردن سلول ها از سطح و غیره از محیط کشت استفاده میشود(کاربرد آن تنها به یک مرحله محدود نمیشود).

اجزا محیط کشت

محیط کشت به طور کلی باید شامل موارد زیر باشد:

منبع کربن

معمولا گلوکز یا گلوتامین است. به عنوان منبع انرژی به کار میرود.

آمینو اسیدها

برای ساخت پروتئین ها درون سلول استفاده میشود.

ویتامین ها

زنده مانی و رشد سلولی را بهبود میبخشند.

محلول نمکی تنظیم شده

غلظت محلول نمکی بسیار مهم است. این محلول باید بتواند فشار اسمزی را به خوبی تنظیم کند و یونهای فلزی ضروری را فراهم کند. این بونها به کارکرد پروتئینها کمک میکنند.

رنگ فنول رد

این رنگ به عنوان نشانگر pH استفاده میشود. رنگ آن در pH اسیدی نارنجی و قرمز است.

بافر

از آن برای تنظیم pH در محیط استفاده میشود.

برای داشتن محیط کشت مناسب برای رشد و تکثیر سلولها، داشتن تمامی موارد بالا لازم است.

جدای از اجزای محیط کشت، برای کشت سلولها لازم است که شرایط رشد زیر نیز فراهم باشند:

• دما: معمولا دمای 37 درجه سانتی گراد مناسب است.
• CO2: معمولا 5 درصد مقدار مناسبی است.
• رطوبت نسبی: معمولا 95 درصد مناسب است.

نکته: مقادیر نوشته شده برای شرایط رشد به صورت معمول هستند و بسته به شرایط ممکن است متفاوت باشند.

انواع محیط های کشت بر اساس کاربرد و هدف آنها

محیط کشت برای کاربردهای خاص زیادی از قبیل تسهیل تشخیص، شمارش و جداسازی انواع خاصی از سلولهای استفاده میشود. برای رسیدن به این کاربردها، تعداد بسیار زیادی از محیطهای کشت موجود هستند.

محیط کشت عمومی/پایه(General purpose media/ Basic media)

این محیط های کشت به نسبت دیگر محیط ها ساده تر هستند و حاوی آب و مواد مغذی هستند. معمولا از آنها برای جداسازی اولیه سلولها و میکروارگانیسم ها استفاده میشود.

محیط کشت غنی(Enriched medias)

به این محیط های کشت فاکتور رشد نیز اضافه شده است. به محیطهای کشت غنی مواد مغذی اضافه تری به شکل خون یا سرم اضافه میشود. از این محیطهای کشت برای رشد سلولها استفاده میشود. آگار خون، آگار شکلات و سرم لوفلر تعدادی از محیطهای کشت غنی هستند.

محیط کشت انتخابی و غنی(Selective and enrichment media)

این نوع محیط کشت برای منع و جلوگیری از رشد باکتریهای آلوده کننده و بازیابی پاتوژن از ترکیبی از باکتری ها استفاده میشود. اگرچه محیط کشت های انتخابی برپایه آگار هستند و محیط کشت های غنی مایع هستند، اما هردوی آنها هدف یکسانی دارند. محیط کشت های آگار میتوانند با اضافه کردن عامل های منع کننده ای که به پاتوژنهای خاصی آسیب نمیرسانند، انتخابی شوند. این عاملها عبارت از آنتی بیوتیک ها، رنگ ها، مواد شیمیایی و pH هستند. از ترکیب تمام اینها نیز استفاده میشود.

مثالهایی از محیط کشت انتخابی:

• آگار تایر مارتین(Thayer Martin Agar)
• آگار نمک منیتول(Mannitol Salt Agar)
• آگار مک کانکی(MacConkey’s Agar)
• سنتریماید آگار(Cetrimide Agar or Pseudosel Agar)
• آگار خون بلور بنفش(Crystal Violet Blood Agar)
• محیط کشت لوونستین جنسن(Lowenstein Jensen Medium)
• آگار ویلسون و بلیر(Wilson and  Blair’s Agar)
• تی سی بی اس آگار(TCBS Agar)

محیط کشت تمایزی(Differential/ indicator medium)

این محیط کشت ها جوری طراحی شده اند که باکتری های متفاوت میتوانند بر اساس رنگ کلونیشان تشخیص داده شوند. این محیط های کشت اجازه رشد انواع مختلفی از یاخته ها(سلولها) را میدهند اما از نظر شکل کلونی آنها قابل تمییز است.

مثالهایی از محیط کشت تمایزی:

• نمک آگار منینتول(Mannitol salts agar)
• آگار خون(Blood agar)
• آگار مک کانی(Mac Conkey agar)
• TCBS

محیط کشت ترابری(Transport media)

نمونه های بالینی باید بلافاصله پس از جمع آوری و برای جلوگیری از رشد بیشتر آنها یا آلوده شدن به آزمایشگاه منتقل شوند. برای اینکار از محیط کشت های ترابری استفاده میشود. این محیط ها از خشک شدن نمونه و رشد بیش از حد باکتری های ناخواسته جلوگیری میکنند. اضافه کردن ذغال باهث خنثی شدن عوامل منع کننده میشود.

مثالهایی از محیط کشت های مناسب برای جابجایی:

• محیط کشت کری بلیز(Cary Blair transport medium)
• محیط کشت ونکاترامن راماکریشنان(Venkatraman Ramakrishnan (VR) medium)
• Sach’s buffered glycerol saline
• محیط کشت پایک(Pike’s medium)

محیط کشت بی‌هوازی(Anaerobic media)

باکتری های بی هوازی برای رشد نیاز به محیط خاصی با مقادیر کمی از اکسیژن دارند.

مثالهایی از محیط کشت بی هوازی:

• گوشت پخته رابرتسون(Robertson Cooked Meat (RCM))
• Thioglycollate broth

متیلن بلو یا رزازورین یک نشانگر اکسید-احیا است که درون محیط کشت قرار میگیرد. در شرایط احیا متیلن بلو بدون رنگ است.

محیط کشت سنجش(Assay media)

این محیط ها برای سنجش ویتامین ها، اسیدهای آمینه و آنتی بیوتیک ها استفاده میشوند.

در ویدئو زیر نحوه آماده سازی محیط کشت آگار با استفاده از پودر آگار آموزش داده شده است.